2023年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 機械力学・材料力学演習Ａ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 関根・岡部・加藤 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 木曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F42M |
| クラス | A,B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 【機械力学に関する演習の目的】 機械力学は，物体に作用する力により発生する運動を表す学問であり、メカニクス基礎で学んだ静力学を発展させ、動力学分野を理解する。機械力学Iでは以下の項目を学習目標としている。 (1)質点の運動について、運動方程式を記述し、これらの式を解くことができる。 (2)仕事、力学的エネルギーなどの概念を用いて力学的な問題を解くことができる。 機械工学の取り扱う物体の運動の対象は多岐に渡るため、新しい対象に対して自らモデル化が出来る事が重要であり、初見の問題においても自らの学習した機械力学の知識を応用できる様にすることがこの演習の設置目的である。機械力学演習Aでは、機械力学Iの講義内容にあわせて演習問題を課し、自力で問題を解くことにより、上記の機械力学Iの学習内容の理解度の向上と知識の定着を図る。 【材料力学に関する演習の目的】 材料力学は物体に力が作用する際に発生する変形や内力を調べる学問である。将来、機械や構造物を材料力学の知識を駆使して設計できるようになるためには、単に講義を聞くだけでなく、自ら問題を解いて材料力学の解法に習熟すると共に、その根底をなす基本原理について理解を深めることが必要である。材料力学演習Aでは材料力学Ⅰの講義内容にあわせて演習問題を課し、自力で問題を解くことにより、材料力学Ⅰの学習目標である下記の項目の能力を身につける。 1）機械構造材料の力学的性質(機械的性質)を説明することができる。 2）内力と外力の概念を説明することができる。 3) 強度計算における許容応力（安全率）を求めることができる。 4）引張荷重が作用する棒の応力、ひずみ、伸びを理論的に求めることができる。 5）ねじり荷重が作用する棒の応力、ひずみ、伸びを理論的に求めることができる。 6）はりのせん断力と曲げモーメントを理論的に求め、せん断力図と曲げモーメント図を 描くことができる。 本授業科目はDP3・4及びCP3・4に該当しています。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
本授業は「対面授業」とする． 機械力学に関する演習と材料力学に関する演習を隔週で実施する．それぞれの演習の実施方法は次の通りである． 【機械力学に関する演習】 毎回、機械力学Iの講義内容に応じた問題を出題し、演習を行い理解度の定着を図る。授業時の演習に先立ち例題を出題し，その解答プロセスを解説をする。その際，各自の理解度，不明点などを自己認識にして教員ならびにTAに質問することで各自の理解を進める。 例題解説後、試験形式で毎回６０分の演習問題を解くことで初見の問題に対する検討方法と解答作成を体得する。解答用紙は60分経過後に提出する。各自の答案は、採点並びに添削を行った後に返却するので、添削内容を確認し、理解を深めることが重要である。該当範囲の補助教材の章末問題を予め自ら解いておくこと。 【材料力学に関する演習】 毎回、材料力学Ⅰの講義内容に応じた演習問題のPDFファイルをCST－VOICEにアップする。各自授業開始までにダウンロードしておく。疑問点、理解の不明な点については個人的に指導する。材料力学の演習では、与えられた問題をまずは自らの力で解く努力をし、理解出来ないところを明確にすると共に、その疑問点を一つずつ解決していく必要がある。したがって、授業時間内に先生方やＴＡに積極的に質問して疑問点の解決を図ることが大切である。 なお、演習当日の答案は、採点ならびに添削を行った後に返却し、不正解者(未完成者も含む)に対して、レポート提出を求める。 |
| 履修条件 | 【機械力学に関する演習】 機械力学Iを必ず受講すること。 【材料力学に関する演習】 材料力学Ⅰを必ず受講すること。 |
授業計画
| 第1回 | 【授業内容】 機械力学・材料力学演習Aの目的，授業の計画と講義の進め方，成績の評価方法（前半は機械力学に関する演習、後半は材料力学に関する演習のガイダンスを実施） 【事前学習】 シラバスの内容を確認し、授業の目的、進め方、成績評価法を理解して望む こと。 【事後学習】 講義のノートを読み返し理解を深めておく。 |
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| 第2回 | 【機械力学の演習】 【授業内容】 質点の運動学に関する例題復習、演習と解説 【事前学習】機械力学Iの学習内容に沿った理解度確認をするので、前回までの機械力学Iの講義内容範囲の補助教材を熟読し，章末問題を各自解いておく．(60分) 【事後学習】実施した演習問題について改めて各自で最初から解答を導出できるか反復復習することで理解度を定着させる．なお、模範解答例を最初から閲覧せずに各自で解いた上で、模範解答例と比較することで、各自の理解度ならびに間違った点の発見を進めることで効率的な学習を行う。併せて該当する機械力学Iの学習内容を振り返ることが効果的である。(60分) |
| 第3回 | 【材料力学の演習】 【授業内容】 材料力学Ⅰの講義を行う。 1章 材料の強度と許容応力，機械設計と安全性 2章 棒の引張と圧縮，一様断面棒の応力とひずみ 【事前学習】 教科書の23ページから35ページを読んで理解できない箇所をまとめておく。 (60分) 【事後学習】 講義のノートを読み返すとともに、与えられた問題を解き理解を深める。 (60分) |
| 第4回 | 【機械力学の演習】 【授業内容】 質点の運動学に関する例題復習、演習と解説 【事前学習】機械力学Iの学習内容に沿った理解度確認をするので、前回までの機械力学Iの講義内容範囲の補助教材を熟読し，章末問題を各自解いておく．(60分) 【事後学習】実施した演習問題について改めて各自で最初から解答を導出できるか反復復習することで理解度を定着させる．なお、模範解答例を最初から閲覧せずに各自で解いた上で、模範解答例と比較することで、各自の理解度ならびに間違った点の発見を進めることで効率的な学習を行う。併せて該当する機械力学Iの学習内容を振り返ることが効果的である。(60分) |
| 第5回 | 【材料力学の演習】 【授業内容】 引張・圧縮を受ける棒の内力と変形： 一様断面棒，変断面棒などに関する演習課題 【事前学習】 材料力学Ⅰの教科書の27ページから40ページおよび当該講義ノートにある例題 を、解答を見ずに自力で解けるようにしておくこと。 【事後学習】 演習問題を再度解き直し理解を深める。特に、授業内に解けなかった問題につ いては指定期日までに解いてレポートとして提出すること。 |
| 第6回 | 【機械力学の演習】 【授業内容】 質点の運動方程式に関する例題復習、演習と解説 【事前学習】機械力学Iの学習内容に沿った理解度確認をするので、前回までの機械力学Iの講義内容範囲の補助教材を熟読し，章末問題を各自解いておく．(60分) 【事後学習】実施した演習問題について改めて各自で最初から解答を導出できるか反復復習することで理解度を定着させる．なお、模範解答例を最初から閲覧せずに各自で解いた上で、模範解答例と比較することで、各自の理解度ならびに間違った点の発見を進めることで効率的な学習を行う。併せて該当する機械力学Iの学習内容を振り返ることが効果的である。(60分) |
| 第7回 | 【材料力学の演習】 【授業内容】 引張・圧縮を受ける棒の内力と変形： 自重による棒の伸び，遠心力による伸びなどに関する演習課題 【事前学習】 材料力学Ⅰの教科書の41ページから57ページおよび当該講義ノートにある例題 を、解答を見ずに自力で解けるようにしておくこと。 【事後学習】 演習問題を再度解き直し理解を深める。特に、授業内に解けなかった問題につ いては指定期日までに解いてレポートとして提出すること。 |
| 第8回 | 【機械力学の演習】 【授業内容】 仕事に関する例題復習、演習と解説 【事前学習】機械力学Iの学習内容に沿った理解度確認をするので、前回までの機械力学Iの講義内容範囲の補助教材を熟読し，章末問題を各自解いておく．(60分) 【事後学習】実施した演習問題について改めて各自で最初から解答を導出できるか反復復習することで理解度を定着させる．なお、模範解答例を最初から閲覧せずに各自で解いた上で、模範解答例と比較することで、各自の理解度ならびに間違った点の発見を進めることで効率的な学習を行う。併せて該当する機械力学Iの学習内容を振り返ることが効果的である。(60分) |
| 第9回 | 【材料力学の演習】 【授業内容】 静定トラス構造： 静定トラスの内力と変形に関する演習課題 【事前学習】 材料力学Ⅰの教科書の58ページから63ページおよび当該講義ノートにある例題 を、解答を見ずに自力で解けるようにしておくこと。 【事後学習】 演習問題を再度解き直し理解を深める。特に、授業内に解けなかった問題につ いては指定期日までに解いてレポートとして提出すること。 |
| 第10回 | 【機械力学の演習】 【授業内容】 力学的エネルギーに関する例題復習、演習と解説 【事前学習】機械力学Iの学習内容に沿った理解度確認をするので、前回までの機械力学Iの講義内容範囲の補助教材を熟読し，章末問題を各自解いておく．(60分) 【事後学習】実施した演習問題について改めて各自で最初から解答を導出できるか反復復習することで理解度を定着させる．なお、模範解答例を最初から閲覧せずに各自で解いた上で、模範解答例と比較することで、各自の理解度ならびに間違った点の発見を進めることで効率的な学習を行う。併せて該当する機械力学Iの学習内容を振り返ることが効果的である。(60分) |
| 第11回 | 【材料力学の演習】 【授業内容】 せん断応力とせん断ひずみ： リベット継手やフランジ継手のリベット・ボルトの設計に関する演習課題 【事前学習】 材料力学Ⅰの教科書の71ページから74ページおよび当該講義ノートにある例題 を、解答を見ずに自力で解けるようにしておくこと。 【事後学習】 演習問題を再度解き直し理解を深める。特に、授業内に解けなかった問題につ いては指定期日までに解いてレポートとして提出すること。 |
| 第12回 | 【機械力学の演習】 【授業内容】 力学的エネルギーに関する例題復習、演習と解説 【事前学習】機械力学Iの学習内容に沿った理解度確認をするので、前回までの機械力学Iの講義内容範囲の補助教材を熟読し，章末問題を各自解いておく．(60分) 【事後学習】実施した演習問題について改めて各自で最初から解答を導出できるか反復復習することで理解度を定着させる．なお、模範解答例を最初から閲覧せずに各自で解いた上で、模範解答例と比較することで、各自の理解度ならびに間違った点の発見を進めることで効率的な学習を行う。併せて該当する機械力学Iの学習内容を振り返ることが効果的である。(60分) |
| 第13回 | 【材料力学の演習】 【授業内容】 丸棒のねじり： 変断面棒や段付き棒などのねじりに関する演習課題 【事前学習】 材料力学Ⅰの教科書の75ページから90ページおよび当該講義ノートにある例題 を、解答を見ずに自力で解けるようにしておくこと。 【事後学習】 演習問題を再度解き直し理解を深める。特に、授業内に解けなかった問題につ いては指定期日までに解いてレポートとして提出すること。 |
| 第14回 | 【機械力学の演習】 【授業内容】 衝突と運動量保存の法則に関する例題復習、演習と解説 【事前学習】機械力学Iの学習内容に沿った理解度確認をするので、前回までの機械力学Iの講義内容範囲の補助教材を熟読し，章末問題を各自解いておく．(60分) 【事後学習】実施した演習問題について改めて各自で最初から解答を導出できるか反復復習することで理解度を定着させる．なお、模範解答例を最初から閲覧せずに各自で解いた上で、模範解答例と比較することで、各自の理解度ならびに間違った点の発見を進めることで効率的な学習を行う。併せて該当する機械力学Iの学習内容を振り返ることが効果的である。(60分) |
| 第15回 | 【材料力学の演習】 【授業内容】 曲げモーメントとせん断力： 各種はりのせん断力図と曲げモーメント図に関する演習課題 【事前学習】 材料力学Ⅰの教科書の91ページから117ページおよび当該講義ノートにある例 題を、解答を見ずに自力で解けるようにしておくこと。 【事後学習】 演習問題を再度解き直し理解を深める。特に、授業内に解けなかった問題につ いては指定期日までに解いてレポートとして提出すること。 |
その他
| 教科書 |
【機械力学に関する演習】
機械力学Iで使用する補助教材の講義内容に沿った演習を行うので、章末問題を各自で解いて理解度をつけておくことが必要になる。
【材料力学に関する演習】
毎回演習問題のPDFファイルをCST-VOIVEにアップする。
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| 参考書 |
新沢順悦 佐藤良一 西村哲 吉澤愛彦 共著 『例題演習 材料力学』 産業図書 1999年 第13版
山田嘉昭 奥村秀人 共編著 『新材料力学 上 下』 培風館 1993年 第1版
『機械力学I・II 補助教材』 機械工学科配布資料
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| 成績評価の方法 及び基準 |
機械力学に関する演習50％，材料力学に関する演習50％とし，100点満点に換算して60点以上を目標が達成されたものとし，合格とする． 【機械力学に関する演習】 毎回の演習の成績で評価する。 【材料力学に関する演習】 レポートの提出，演習の成績で評価する． |
| 質問への対応 | 質問はEメールにて随時受け付ける． |
| 研究室又は 連絡先 |
下記「＠：アットマーク」は半角に修正ください． 【機械力学に関する演習】 駿河台校舎 タワー・スコラ17階 S1713室 関根研究室 関根のメールアドレス sekine.tarou@nihon-u.ac.jp 【材料力学に関する演習】 駿河台校舎 タワー・スコラ17階 S1717室 加藤研究室 加藤のメールアドレス kato＠mech.cst.nihon-u.ac.jp または，kato.yasuyuki@nihon-u.ac.jp 駿河台校舎 タワー・スコラ17階 S1703室 岡部研究室 岡部のメールアドレス okabe.akifumi＠nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
木曜 駿河台 12:30 ～ 13:00 駿河台校舎 タワー・スコラ17階 S1717室 関根研究室
月曜 駿河台 12:30 ～ 13:00 駿河台校舎 タワー・スコラ17階 岡部研究室
水曜 駿河台 12:10 ～ 14:50 駿河台校舎 タワー・スコラ17階 S1717室 加藤研究室
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| 学生への メッセージ |
【機械力学に関する演習】 講義内容に関してをその週のうちに復習し疑問点をなくした上で、次の講義を受講できるように心がけることで、学習効率があがりますので、平時からの予習復習スタイルを確立して下さい。わからない点はオフィスアワーを活用して質問して下さい。 【材料力学に関する演習】 材料力学演習は4名程度のスタッフが担当し、個別指導を基本としています。理解できないところを先生に聞くことのできる貴重な機会ですので、遠慮なく質問してください。「聞くは一時の恥 聞かぬは一生の恥」 |